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2004 年度 実績報告書

知的な非線形ロバスト制御による自律型エアロロボットの超低空飛行に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16700176
研究機関京都大学

研究代表者

中西 弘明  京都大学, 工学研究科, 助手 (50283635)

キーワード飛行ロボット / インテリジェントシステム / 非線形ロバスト制御 / 非線形ロバスト適応制御 / 低空飛行 / 3次元地形計測
研究概要

本研究では自律型エアロロボットが数十cm〜数mの超低空を正確かつ安定に飛行するための制御技術に関する研究・開発を行うことを目的とし,知的システムの学習・適応による知的な非線形ロバスト制御系および非線形ロバスト適応制御系により高度に安定な超低空飛行制御系の構築法に関して研究を実施した.確率的な外乱など不確かさに対する非線形ロバスト制御系の構築をニューラルネットワークの学習により行う方法を提案しただけでなく,学習結果が複雑系の特徴として挙げられているべき乗則に従うことを発見し,不確かさを考慮した学習・最適化が生態システムなど複雑系の支配原理と深く関連する可能性があることを示した.また,複数の適応的なモジュールを持つ制御系について考え,モジュールの協調的な適応・動作により環境の複雑さや変化に適応する制御系の構築法とその安定な適応アルゴリズムを提案し,エアロロボットの飛行実験によりその実証を行った.その結果,エアロロボットの運動方向や風の方向によりモジュールが適応的に振る舞うことを確認した.また,超低空飛行においては地面との距離だけでなく傾斜や起伏が大きな影響を持つので,エアロロボットに小型レーザースキャナーを搭載した.そのセンシング情報を3PS-INS(慣性航法)複合航法システムと複合化した対地高度・傾斜・起伏の計測システムへと発展させた.また,GPS-INS複合航法のハードウェア化,小型化のための検討を行い,その実験を実施した.さらに,熟練操縦者と中級操縦者の違いを明らかにし,エアロロボットの操縦のコツを制御系構築に反映することを目的として,視線検知装置,プロポ操舵記録フライトデータにより操縦方法の解析を行った結果,方位方向の制御のための注視点が熟練者と中級者と異なることなど様々な違いを発見した.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2004

すべて 雑誌論文 (4件)

  • [雑誌論文] 自律型エアロロボットの開発とその災害対応活動に関する研究2004

    • 著者名/発表者名
      中西弘明, 坂東麻衣, 井上紘一, 佐藤彰
    • 雑誌名

      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会'04講演論文集

  • [雑誌論文] Rrobust Control System Design by Use of Neural Networks and Its Application to Autonomous UAV Flight Control.2004

    • 著者名/発表者名
      Hiroaki Nakanishi, Koichi Inoue
    • 雑誌名

      Proceedings of the 2004 International Joint Conference on Neural Network (CD-ROM)

  • [雑誌論文] IA Study on Designing Control System by Modular Learning2004

    • 著者名/発表者名
      Mai Bando, Hiroaki Nakanishi, Koichi Inoue
    • 雑誌名

      Proceedings of SICE Annual Conference 2004

      ページ: 1071-1074

  • [雑誌論文] 確率的な不確かさを伴う系に対するロバストな制御系の学習法2004

    • 著者名/発表者名
      中西弘明, 井上紘一
    • 雑誌名

      第14回インテリジェント・システム・シンポジュウム講演論文集

      ページ: 205-208

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公開日: 2006-07-12   更新日: 2016-04-21  

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